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智能电网

智能电网(英语:smart gridsmart electric grid、或intelligent grid),一种现代化的输电网络。利用信息及通信技术,以数字或模拟信号侦测与收集供应端的电力供应状况,与使用端的电力使用状况。再用这些信息来调整电力的生产与输配,或调整家电及企业用户的耗电量,以此达到节约能源、降低损耗、增强电网可靠性的目的。。智能电网雏型是20世纪产生,是由一些中心发电机向大量用户传输电能的电网的简单升级。在传统电网的基础上,电能的传输拓扑网络更加优化以满足更大范围的各种用电状况,如在用电量低的时段给电池充电,然后在高峰时反过来给电网提供电能。

智能电网包含了一个智能电表基础建设(advanced metering infrastructure,AMI),用于记录系统所有电能的流动。通过智能电表(smart meter),它会随时监测电力使用的状况。智能电网包括超导传输线以减少电能的传输损耗,还具有集成新能源,如风能太阳能等的能力。当电能便宜时,消费者可以开启某些家用电器,如洗碗机,工厂可以启动在任何时间段都可以进行的生产过程。在电能需求的高峰期,它可以关闭一些非必要的用电设备来降低需求。其他的智能电网发展方向包括电网之故障侦测、判断、自动试送电等。智能电网之最基础建设在于电网上的设备由人工在地监测,进化到遥测、遥控,再进化到自动判断调整控制。

智能电网政策在欧洲被组织为智能电网欧洲技术平台。在美国政策中被介绍在 美国法典第42卷第152之IX章 § 17381.

现代化的电能网络被许多政府认为是一种能够有效减少能源依赖,减缓全球温室效应的措施。智能计量作为智能电网的一部分,但它本身本不能称为一个智能电网。在美国奥巴马总统宣布振兴经济方案之中纳入智能电网计划后,已经引起世界各国的重视。

智能电网的优点

智能电网有诸多好处,此处枚举以下数点:

  1. 智能电网可以接受各式各样的从外界传入的干扰和攻击,可以承受大型的清洁能源可再生能源的并入。智能电网比传统电网更有韧性,能承受的干扰幅度更大。
  2.  智能电网是信息技术,感应技术,自动控制技术等技术的共同结合的大型电网基础设施。正因为如此,在控制电网的时候,更容易从全局的角度了解清楚电网的状况信息;在预防重大事故,灾害的时候,有提前预测,预警和预防可能发生的问题。一旦有事故发生,智能电网还能采取措施,隔离事故发生区域,实现自我修复,以避免出现大范围大面积的电路中断供应。
  3. 智能电网与传统电网最大一个不同在于,它能实现双向的信息服务沟通交流。用户可以了解电网的实时电力供给能力,供应状况,电能质量,电价浮动情况以及电力中断信息等。用户可以很轻易的从这些信息中获取一个合理安排用电的指导。
  4. 在事事讲求节能减碳的今天,智能电网的概念,无非给了发电厂一个实现节能的一个相当好的手段方法 ; 电网资料流为双向,可以从电厂发送消息给需要被管控的设备亦可接收消息从需要大量被收集资料的设备,如此一来,大数据的管理就有其基本的雏形;亦此在智能城市相关议题常常被提及的今天,智能电网会是一个构建一个所有信息流畅行无阻的一个可实现的架构概念。

满足各种供求状态

影响电网运行的突发状况可能出现在发电厂发电,电能传输以及电能需求等任意一下环节发生。这种状况可能是自然环境,如云层遮挡太阳使得太阳能电站功率下降,又如,炎热的天气使得空调的使用率上升。还有可能由于商业原因发生在电能供应端,例如,电能用户可能在用电高峰时减少用电,因为电价的作用是减少用电高峰时的用电量。状况还有可能发生在本地传输网络,如变压器损坏,需要临时断开局部输电网络。最后,这些状况还有可能发生在家里,比如,人都离开家工作,各种用电设备进行休眠状态。所有这些情况都是激发人们去改变电能流向之因素。

足够的频宽

事实上智能电网的通信系统必须能够提供足够的频宽。用于控制家用电器所需要的数据通信量与现在已有的如电话、网络、电视等传输,因为它们的传输量相对而言是很小的。许多的智能电网提供“过量”的通信频宽,这些频宽可以用于其它的用途,以取代现有的通信网络。这种方式在电网由国家统一运行的国家,如中国、印度,更有优势。

参见

外部链接

参考资料

  1. ^ D. J. Hammerstrom; 等. Pacific Northwest GridWise™ Testbed Demonstration Projects, Part I. Olympic Peninsula Project (PDF). [2014-01-15]. (原始内容存档 (PDF)于2014-03-27).
  2. ^ U.S. Department of Energy. Smart Grid / Department of Energy. [2012-06-18]. (原始内容存档于2012-06-15).
  3. ^ J. Hu; A.Lanzon. Distributed finite-time consensus control for heterogeneous battery energy storage systems in droop-controlled microgrids. IEEE Transactions on Smart Grid. 2019, 10 (5): 4751-4761 [2020-03-20]. doi:10.1109/TSG.2018.2868112. (原始内容存档于2020-03-20).
  4. ^ Federal Energy Regulatory Commission英语Federal Energy Regulatory Commission staff report. Assessment of Demand Response and Advanced Metering(Docket AD06-2-000) (PDF). United States Department of Energy: 20. 2006-08 [2008-11-27]. (原始内容 (PDF)存档于2008-10-27).
  5. ^ Smart Grids European Technology Platform | www.smartgrids.eu. smartgrids.eu. 2011 [last update]≤ [October 11, 2011]. (原始内容存档于2014-07-02).

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